大型地下無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)用分析.pdf

1、根據(jù)我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須分段留有伸縮縫。然而，伸縮縫的存在不僅給工程設(shè)計(jì)和施工帶來許多困難、增加施工成本、降低了結(jié)構(gòu)的抗震和防火能力等，而且使用維護(hù)成本也陡然增加。同時(shí)伸縮縫設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)會降低結(jié)構(gòu)的安全性能及壽命。因此，近年來工程中不斷探索超出規(guī)范限制的大型無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)，其具有設(shè)計(jì)簡單、施工方便、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)中溫度發(fā)生變化時(shí)，由于缺少伸縮縫的熱應(yīng)力釋放作用，溫度應(yīng)力可

2、能會使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋甚至導(dǎo)致破壞。本文針對深圳某大型地下無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)(長度約為1000m，最大寬度達(dá)81m)，利用有限元方法，計(jì)算溫度場和溫度應(yīng)力，分析結(jié)構(gòu)的安全性，探究大型地下無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。
　　大型地下無伸縮縫混凝土結(jié)構(gòu)在上層蓋土未回填之前，上表面直接暴露于陽光照射下，此時(shí)溫度變化最大，使得結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力變化也最大?；诖?，考慮夏季和冬季兩種極端溫度變化情況，計(jì)算結(jié)構(gòu)的溫度場、溫度應(yīng)力，并進(jìn)行疲勞壽命估計(jì)

3、。首先進(jìn)行了溫度場分析，發(fā)現(xiàn)無論在夏季還是冬季兩種溫度條件下，距離表面0.4m范圍內(nèi)，溫度隨時(shí)間變化較明顯;距離表面0.4m范圍外，溫度變化并不明顯，趨于常值。其次，計(jì)算分析了結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，由于混凝土屬于脆性材料，研究和比較了主應(yīng)力變化規(guī)律。重點(diǎn)研究了溫度變化最明顯的頂層混凝土結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn):(1)夏季時(shí)，上表面白天溫度達(dá)到最高(70℃)，第三主應(yīng)力(-12.5MPa)絕對值最大;(2)冬季時(shí)，上表面夜間溫度達(dá)最低值(12℃)時(shí)，拉應(yīng)力最

4、大，第一主應(yīng)力可達(dá)2.8MPa。最后，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞壽命估計(jì)。夏季承受交變壓應(yīng)力作用下，結(jié)構(gòu)疲勞壽命至少為112天;冬季承受拉-壓交變載荷，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命較低，約為87天。研究發(fā)現(xiàn)，大型地下混凝土結(jié)構(gòu)在上層回填土沒有回填之前，結(jié)構(gòu)承受的溫度應(yīng)力最大。主要結(jié)論為:(1)夏季溫度應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，并隨深度增加而減小，此時(shí)結(jié)構(gòu)比較安全;冬季溫度應(yīng)力以拉應(yīng)力為主，并且當(dāng)溫度較低時(shí)，拉應(yīng)力較大，容易引起表面裂紋，因此，對于冬季溫度較低的時(shí)段，要